DE3610304C2

DE3610304C2 -

Info

Publication number: DE3610304C2
Application number: DE3610304A
Authority: DE
Inventors: Ichiro Yokohama Kanagawa Jp Okumura; Takayuki Fujisawa Kanagawa Jp Tsukimoto; Takuo Okuno; Kazuhiro Yokohama Kanagawa Jp Izukawa; Hiroyuki Sagamihara Kanagawa Jp Seki; Hitoshi Mukohjima; Naoya Kaneda; Akira Yokohama Kanagawa Jp Hiramatsu
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-03-29
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1990-04-05
Also published as: JPS61224882A; FR2579683B1; GB8607412D0; GB2175174B; FR2579683A1; DE3610304A1; GB2175174A; US4692650A; JPH0534910B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vibrationswellenmotor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a vibration wave motor according to the preamble of claim 1.

Bei einem aus der DE-OS 33 45 274 bekannten Motor dieser Art wird in einem ringförmigen Schwingungselement eine Wanderwelle erzeugt, durch die ein mit dem Schwingungselement in Druckberührung stehendes drehbares Element durch Reibung angetrieben wird. Bei diesem Drehantrieb wird das Drehmoment an den auf er Berührungsfläche des Schwingungselements durch die Wanderwelle hervorgerufenen Wellenbergen zu dem bewegbaren Element übertragen. Wenn hierbei die Berührungsflächen des Schwingungselements und des bewegbaren Elements nicht genau parallel verlaufen und dadurch die Wellenberge des Schwingungselements das bewegbare Element mikroskopisch gesehen nicht gleichförmig berühren, entsteht ein gewisser Schlupf, durch den der Wirkungsgrad bei dem Reibantrieb herabgesetzt wird. Durch die Wanderwelle wird im Schwingungselement auch eine Tor sionsschwingung hervorgerufen, die eine für den Antrieb ungenutzte radiale Reibung ergibt.In a motor known from DE-OS 33 45 274 this Kind becomes a in an annular vibrating element Traveling wave generated by the one with the vibration element rotatable element in contact with pressure is driven by friction. With this rotary drive the torque on the contact surface of the Vibration element caused by the traveling wave Wave crests transmitted to the movable element. If here the contact surfaces of the vibration element and the movable element are not exactly parallel and thereby the wave crests of the vibration element microscopic movable element not uniform touch, there is a certain slip through which the Efficiency in the friction drive is reduced. By the traveling wave also becomes a gate in the vibration element caused vibration, one for the drive results in unused radial friction.

Bei einem Vibrationswellenmotor gemäß der DE-OS 34 15 628, bei dem das gleiche Antriebsprinzip Anwendung findet, ist die dem bewegbaren Element zugewandte Fläche des Schwingungselements in eine Vielzahl von Schwingteilen unterteilt, um damit die der Bewegung der Massepunkte an der Berührungsfläche in Fortpflanzungsrichtung entgegenstehende Flächensteifigkeit des Schwingungselements herabzusetzen und dadurch die tangentiale Bewegung der Massepunkte an den Wellenbergen zu erleichtern. Auch bei diesem Vibrationswellenmotor entsteht jedoch durch eine ungleichförmige Berührung zwischen den Wellenbergen und dem bewegbaren Element ein dem Wirkungsgrad des Reibantriebs abträglicher Schlupf.In a vibration wave motor according to DE-OS 34 15 628, where the same drive principle is used, is the surface of the vibrating element facing the movable element divided into a variety of vibrating parts, so that the movement of the mass points on the contact surface opposite surface stiffness in the direction of propagation reduce the vibration element and thereby the tangential movement of the mass points at the To facilitate wave crests. Even with this vibration wave motor arises from a non-uniform Contact between the wave crests and the movable Element a more detrimental to the efficiency of the friction drive Slip.

In der JP-OS 60-22479 ist ein Oberflächenwellenmotor für linearen Antrieb beschrieben, in welchen auf einer elastischen Einheit eine Ultraschall-Oberflächenwelle aus Längs- und Querschwingungen erzeugt wird und als bewegbares Element ein Träger mit einem Gleitteil aufgesetzt ist, der in verschiedenen Richtungen verschiedene Elastizitätsmodule hat. Bei dem Antrieb dringen die durch die Oberflächenwelle hervorgerufenen Wellenberge der elastischen Einheit mehr oder weniger tief in das Gleitteil ein, wodurch jedoch Energieverluste entstehen, während ein ungleichmäßig tiefes Eindringen eine ungleichmäßige Reibung und damit einen Schlupf ergibt, durch den der Wirkungsgrad bei dem Reibungsantrieb vermindert ist.In JP-OS 60-22479 is a surface wave motor for linear drive described in which on an elastic Unit an ultrasonic surface wave from longitudinal and Cross vibrations is generated and as a movable element a carrier with a sliding part is placed in different moduli of elasticity Has. The drive through the surface wave caused wave peaks of the elastic unit more or less deep into the sliding part, however Energy losses arise while an unevenly deep one Penetration of uneven friction and thus a Slip results in the efficiency of the friction drive is reduced.

In der DE-OS 30 06 973 ist eine Anordnung zum linearen Bewegen einer Achse beschrieben, die von einem rohrförmigen piezoeloektrischen Wandlerelement konzentrisch umschlossen ist, welches an mindestens drei axialen Abschnitten voneinander unabhängig aufeinanderfolgend derart angesteuert wird, daß durch abwechselndes Fassen und Freigeben der Achse diese linear versetzt wird. Dieses An triebsprinzip ergibt statt einer kontinuierlichen Bewegung einen schrittweisen axialen Vorschub der Achse.In DE-OS 30 06 973 there is an arrangement for linear Moving an axis described by a tubular piezoelectric converter element concentric is enclosed, which at least three axial sections independently of one another in succession like this is controlled that by alternating grasping and releasing the axis is offset linearly. This to drive principle results instead of a continuous movement a gradual axial advance of the axis.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Vibrationswellenmotor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart auszugestalten, daß ein Drehantrieb mit geringem Schlupf ermöglicht ist.The invention has for its object the vibration wave motor according to the preamble of claim 1 to design such that a rotary drive with little Slip is allowed.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.The object is achieved with the in the characterizing Part of claim 1 listed features solved.

Hierdurch wird erreicht, daß der Flansch unter elastischer Verformung mit seinem Berührungsbereich an dem freien Rand ständig der Schwingbewegung des Schwingungselements folgt, so daß das anzutreibende Element über den Flansch unter nur geringem Schlupf mit dem Schwingungselement in Reibungsverbindung steht. Da sich bei der elastischen Verformung der das Schwingungselement berührende Rand des Flansches in der gleichen Richtung wie die Berührungsstelle an dem durch die Wanderwelle in Schwingungen versetzten Schwingungselement bewegt, entsteht auch kein radialer Schlupf, der den Wirkungsgrad des Vibrationswellenmotors vermindern würde. Dabei wird durch das zur Ortskurve senkrechte Anordnen der Verbindungslinie Fußpunkt-Berührungsbereich erreicht, daß im Ablauf der Bewegung der Berührungsflächen an einer Stelle vollkommene Übereinstimmung der Ortskurvenrichtungen besteht und davor und danach die Richtungsabweichung nur gering ist.This ensures that the flange is more elastic Deformation with its contact area on the free edge constantly follows the oscillating movement of the oscillating element, so that the element to be driven over the flange under only low slip in frictional connection with the vibration element stands. Since the elastic deformation of the the edge of the flange in contact with the vibration element same direction as the point of contact at the through the Traveling wave vibrating vibration element moved, there is no radial slippage, the efficiency of the vibration wave motor would decrease. By arranging perpendicular to the locus the Connection line foot point-touch area reached that in the course of the movement of the contact surfaces on one Make perfect agreement of the local curve directions exists and before and after the directional deviation only is low.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Vibrationswellenmotors sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Advantageous embodiments of the vibration wave motor according to the invention are listed in the subclaims.

Beispielsweise wird durch die Gestaltung gemäß den Ansprüchen 2 und 3 erreicht, daß durch das Erhöhen der Biegesteifigkeit die Kontaktfläche zwischen dem Berührungsbereich und dem Schwingungselement verkleinert wird, um dadurch einen Schlupf an Flächenabschnitten zu vermeiden, an denen die Geschwindigkeiten von Massepunkten des Schwingungselements und des Berührungsbereichs voneinander verschieden sind. Darüber hinaus ermöglicht es die Gestaltung nach Anspruch 4, an dem Berührungsbereich eine hohe Antriebskraft unter geringem Abriebverschleiß zu übertragen.For example, by the design according to the claims 2 and 3 achieved that by increasing the bending stiffness the contact area between the contact area and the vibrating element is reduced to thereby avoiding slippage on surface sections, at which the speeds of mass points of the Vibration element and the contact area from each other are different. It also enables design according to claim 4, at the contact area a high Transfer driving force with little abrasion wear.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The invention is described below using exemplary embodiments explained in more detail with reference to the drawing.

Fig. 1A ist eine schematische Schnittansicht eines in der nachveröffentlichten JP-OS 1 50 677/1986 beschriebenen Vibrationswellenmotors. Fig. 1A is a schematic sectional view of a vibration wave motor described in the post-published JP-OS 1 50 677/1986.

Fig. 1B ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Läufers des Motors nach Fig. 1A. Fig. 1B is an enlarged sectional view of a rotor of the motor of Fig. 1A.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines Schwingungselements, die dessen Schwingung veranschaulicht. Fig. 2 is a sectional view of a vibration member, illustrating the vibration thereof.

Fig. 3A bis 3D sind Schnittansichten des erfindungsgemäßen Vibrationswellenmotors gemäß vier Ausführungsbeispielen. Fig. 3A to 3D are sectional views of the vibration wave motor according to the invention according to four embodiments.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Unterteilung eines Flansches 11 nach Fig. 3A bis 3C zeigt. Fig. 4 is a perspective view showing a division of a flange 11 in Figs. 3A to 3C.

Nach Fig. 1A hat der Vibrationswellenmotor gemäß der nachveröffentlichten JP-OS 1 50 677/1986 einen mit einem Flansch versehenen Läufer 1 als bewegbares Element und ein mit dem Flanschrand in Berührung stehendes Schwingungselement 2 für den Reibantrieb des Läufers 1. Für den Antrieb wird in dem Schwingungselement 2 eine Längsschwingung erzeugt, durch die der Flansch des Läufers 1 elastisch verformt wird, wie es durch die gestrichelten Linien in Fig. 1B dargestellt ist. Durch die elastische Verformung bewegt sich der Außenrand des Flansches auf einer durch eine strichpunktierte Linie dargestellten Ortskurve 3 nach außen. Da das Schwingungselement 2 ringförmig ist, hat gemäß der Darstellung durch die gestrichelten Linien in Fig. 2 die in dem Schwingungselement 2 erzeugte Schwingung nicht nur eine Längskomponente, sondern auch eine Torsionskomponente. Infolgedessen ist gemäß der Darstellung durch eine ausgezogene Linie 4 in Fig. 2 durch die Torsionskomponente die Ortskurve des in Schwingungen versetzten Schwingungselements 2 nach oben zu etwas nach innen geneigt. In der Fig. 1B und 2 ist durch strichpunktierte Linien 6 jeweils die Mittelachse des ringförmigen Schwingungselements dargestellt.According to Fig. 1A of the vibration wave motor has, according to the post-published JP-OS 1 677/1986 50 a flanged rotor 1 as a movable member and a stationary with the flange in contact vibration member 2 for the friction drive of the rotor 1. For the drive, a longitudinal vibration is generated in the vibration element 2 , by means of which the flange of the rotor 1 is elastically deformed, as is shown by the broken lines in FIG. 1B. Due to the elastic deformation, the outer edge of the flange moves outwards on a locus 3 shown by a dash-dotted line. Since the vibration element 2 is annular, as shown by the broken lines in FIG. 2, the vibration generated in the vibration element 2 has not only a longitudinal component but also a torsion component. As a result, as shown by a solid line 4 in Fig. 2 by the torsion component, the locus of the vibrating vibrating element 2 is inclined upward somewhat to the inside. In the FIGS. 1B and 2, the central axis of the annular vibration member is shown by dash-dotted lines 6, respectively.

Bei diesem Vibrationswellenmotor gemäß der nachveröffentlichten JP-OS stimmen somit die Ortskurven des Läuferflansches und des Schwingungselements bei deren durch die Schwingung verursachten Bewegung nicht überein, wodurch eine Reibungsberührung mit Schlupf entsteht, die nicht der Antriebskraftübertragung dient, sondern Verluste verursacht und dadurch den Antriebswirkungsgrad vermindert.In this vibration wave motor according to the post-published JP-OS thus agree the locus curves of the rotor flange and the vibration element in their through the movement caused by the vibration does not coincide, causing a frictional contact with slip arises that does not serves the transmission of power, but losses caused and thereby reduces the drive efficiency.

Infolgedessen werden bei dem erfindungsgemäßen Vibrationswellenmotor hinsichtlich der Richtung die Ortskurven des Schwingungselements und der Berührungsfläche am Flansch bei deren durch die Schwingung hervorgerufenen Bewegung im wesentlichen in Übereinstimmung gebracht.As a result, in the vibration wave motor according to the invention in terms of direction, the locus of the vibration element and the contact surface on the flange in their movement caused by the vibration essentially matched.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf in Fig. 3A bis 3D gezeigte vergrößerte Schnittansichten des Bereiches, an dem sich ein Schwingungselement 2 und ein drehbares Element 1 als Läufer reibend berühren, Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Vibrationswellenmotors beschrieben.3A hereinafter are described embodiments of the vibration wave motor according to the invention shown to 3D are enlarged sectional views of the area, a vibrating element 2, and a rotatable member 1 at the contact rubbing as a runner with reference to in Fig..

In Fig. 3A ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Vibrationswellenmotors dargestellt. In Fig. 3A sind den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Elementen entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Mit 8 ist ein Fußpunkt eines elastischen Elements eines Flansches 11 des Läufers 1, mit 9 ein Berührungsbereich des das Schwingungselement 2 berührenden Flansches 11 und mit 10 eine den Berührungsbereich 9 und den Fußpunkt 8 verbindende Linie bezeichnet. Bei dem Ausführungsbeispiel verläuft die den Berührungsbereich 9 und den Fußpunkt 8 verbindende Linie 10 senkrecht zur Ortskurve des Schwingungselements 2 bei dessen Schwingung. Die im Schwingungselement 2 erzeugte Schwingung ergibt eine Wanderwelle, wobei die Ortskurve durch die Zeichnungsebene hindurch wandert. Dementsprechend verläuft eine Ortskurve, die bei Projektion der Ortskurve des Schwingungselements auf eine zur Fortpflanzungsrichtung der Wanderwelle senkrechte Ebene entsteht, senkrecht zur Linie 10. Dies trifft auch für alle weiteren Ausführungsbeispiele zu.In Fig. 3A, a first embodiment of the vibration wave motor is shown. In Fig. 3A, parts corresponding to the elements shown in Figs. 1 and 2 are given the same reference numerals. 8 denotes a base point of an elastic element of a flange 11 of the rotor 1 , 9 denotes a contact area of the flange 11 contacting the vibration element 2, and 10 denotes a line connecting the contact area 9 and the base point 8 . In the exemplary embodiment, the line 10 connecting the contact area 9 and the base point 8 runs perpendicular to the locus of the vibration element 2 when it vibrates. The vibration generated in the vibration element 2 results in a traveling wave, the locus moving through the plane of the drawing. Correspondingly, a locus curve, which arises when the locus curve of the vibration element is projected onto a plane perpendicular to the direction of propagation of the traveling wave, runs perpendicular to line 10 . This also applies to all other exemplary embodiments.

In Fig. 3B ist eine zweites Ausführungsbeispiel des Vibrationswellenmotors gezeigt, bei dem der Berührungsbereich 9 zur Erhöhung der Steifigkeit dicker als derjenige bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3A ist. FIG. 3B shows a second exemplary embodiment of the vibration wave motor, in which the contact region 9 is thicker than that in the exemplary embodiment according to FIG. 3A in order to increase the rigidity.

Fig. 3C zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Vibrationswellenmotors. Gemäß Fig. 3C besteht der Flansch 11 aus einem elastischen Element wie einer Blattfeder, das in den Läufer 1 und den Berührungsbereich 9 eingefügt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der Berührungsbereich 9, der Flansch 11 und der Läufer 1 getrennt ausgebildet, wobei der Flansch 11 zwischen den Läufer 1 und den Berührungsbereich 9 eingesetzt ist. Wenn der Berührungsbereich aus einem abriebfesten Material herzustellen ist, sollten der gesamte Berührungsbereich, der Flansch und der Läufer aus abriebfesten Materialien hergestellt werden oder bei den in den Fig. 3A und 3B gezeigten Ausführungsbeispielen ein Ende des Berührungsbereichs 9 mit einem abriebfesten Material durch Plattieren oder Bedampfen beschichtet werden, da bei diesen Ausführungsbeispielen der Berührungsbereich, der Flansch und der Läufer als Einheit ausgebildet sind. Bei dem letzteren Ausführungsbeispiel kann der gesamte Berührungsbereich aus abriebfestem Material hergestellt und in den Flansch 11 eingefügt sein. Wird der Läufer 1 aus Harz hergestellt und der Flansch 11 hierin eingefügt, lassen sich die Kosten des Läufers verringern. Fig. 3C shows a third embodiment of the vibration wave motor. According to Fig. 3C 11 is the flange of a resilient member such as a leaf spring, that the contact area 9 is inserted into the slider 1 and. In this exemplary embodiment, the contact area 9 , the flange 11 and the rotor 1 are formed separately, the flange 11 being inserted between the rotor 1 and the contact area 9 . If the contact area is to be made of an abrasion-resistant material, the entire contact area, the flange and the rotor should be made of abrasion-resistant materials or, in the exemplary embodiments shown in FIGS. 3A and 3B, one end of the contact area 9 with an abrasion-resistant material by plating or vapor deposition be coated, since in these embodiments the contact area, the flange and the rotor are formed as a unit. In the latter embodiment, the entire contact area can be made of abrasion-resistant material and inserted into the flange 11 . If the rotor 1 is made of resin and the flange 11 is inserted therein, the cost of the rotor can be reduced.

Fig. 3D zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des Vibrationswellenmotors. Bei den in den Fig. 3A bis 3C gezeigten Ausführungsbeispielen erstreckt sich der Flansch 11 zur Mittelachse der Ringoberfläche des Schwingungselements 2 hin nach innen. Bei dem in Fig. 3D gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Flansch von der Mittelachse 6, weg nach außen. Im Gegensatz zum Motor gemäß der genannten JP-OS erstreckt sich der Flansch nicht schräg nach unten zum Schwingungselement, sondern schräg nach oben. Demgemäß fällt die den Fußpunkt 8 des Flansches 11 und den Berührungsbereich 9 verbindende Linie wie bei den anderen Ausführungsbeispielen nach unten ab und verläuft senkrecht zur Richtung der Verlagerung des Schwingungselements 2. Bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich der Läufer 1 innerhalb des Schwingungselements 2, während der Flansch 11 von der Mittelachse weg schräg nach oben zum Schwingungselement 2 verläuft. Demgemäß läßt sich der Außendurchmesser des Motors verringern. Da der Flansch 11 in das Schwingungselement 2 eintaucht, läßt sich bei gegebener Läuferdicke die Dicke des Motors im Vergleich zu der bei den anderen Ausführungsbeispielen verringern. Fig. 3D shows a fourth embodiment of the vibration wave motor. In the exemplary embodiments shown in FIGS . 3A to 3C, the flange 11 extends inwards towards the central axis of the ring surface of the vibration element 2 . In the exemplary embodiment shown in FIG. 3D, the flange extends outward from the central axis 6 . In contrast to the motor according to the JP-OS mentioned, the flange does not extend obliquely downwards to the vibration element, but obliquely upwards. Accordingly, the line connecting the base point 8 of the flange 11 and the contact region 9 drops downward as in the other exemplary embodiments and runs perpendicular to the direction of the displacement of the vibration element 2 . In this embodiment, the rotor 1 is located within the vibration element 2 , while the flange 11 extends obliquely upward from the central axis to the vibration element 2 . Accordingly, the outer diameter of the engine can be reduced. Since the flange is immersed in the vibration member 2 11, the thickness of the motor can be at a given rotor thickness compared to the decrease in the other embodiments.

Bei den in den Fig. 3A bis 3D gezeigten Ausführungsbeispielen verläuft die Richtung der im Schwingungselement 2 erzeugten Schwingung senkrecht zu der Linie 10, die den Berührungsbereich 9 des das Schwingungselement 2 reibend berührenden Elements und den Fußpunkt 8 des elastischen Elements, nämlich des Flansches 11 verbindet. Das heißt, bei der Bewegung des Berührungsbereichs 9 um den Fußpunkt 8 stimmt die Richtung dieser Bewegung im wesentlichen mit der Richtung der im Schwingungselement 2 erzeugten Bewegung überein. Demgemäß werden bei diesen Ausführungsbeispielen Verluste aufgrund eines Schlupfes im Bereich der Berührung zwischen dem Schwingungselement 2 und dem des Schwingungselement reibend berührenden Element verhindert.In the examples shown in FIGS. 3A-3D embodiments, the direction of the vibration generated in the vibration member 2 is perpendicular to the line 10, which connects the contact portion 9 of the oscillating element 2 frictionally contacting member and the base point 8 of the elastic member, namely, the flange 11 . That is to say, when the contact area 9 moves around the base point 8 , the direction of this movement essentially coincides with the direction of the movement generated in the vibration element 2 . Accordingly, in these exemplary embodiments, losses due to slippage in the area of contact between the vibrating element 2 and the element which makes frictional contact with the vibrating element are prevented.

Bei den in den Fig. 3A und 3D gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Dicke des Berührungsbereichs 9 gleich der oder kleiner als die Dicke des Flansches. Bei diesem Aufbau kann die spezifische Vibrationsfrequenz des Berührungsbereichs 9 hoch sein und ein ausgezeichnetes Schwingungsfolgeverhalten erzielt werden. Da jedoch die Biegesteifigkeit des Berührungsbereichs 9 gering ist, verbiegt sich der Berührungsbereich 9 bei dem Andruck des Schwingungselements 2 an den Läufer 1 und die Fläche der Berührung mit dem Schwingungselement 2 verbreitert sich umfangsmäßig zum ringförmigen Läufer 1 hin. In the exemplary embodiments shown in FIGS. 3A and 3D, the thickness of the contact region 9 is equal to or less than the thickness of the flange. With this structure, the specific vibration frequency of the touch portion 9 can be high and excellent vibration following behavior can be achieved. However, since the flexural rigidity of the contact portion 9 is small, the contact area 9 to bend at the contact pressure of the vibrating member 2 of the rotor 1 and the area of contact with the vibration member 2 widens circumferentially to the annular rotor 1 side.

Folglich erstreckt sich der Berührungsbereich 9 über einen Bereich, der breiter als der Scheitelbereich der im Schwingungselement 2 erzeugten Welle ist. Bei einem solchen breiten Kontaktbereich ist die Komponente der Massenbewegung in der Antriebsrichtung in dem im Schwingungselement 2 erzeugten Scheitel maximal, verringert sich bei der Entfernung vom Scheitel und ist in den mitten zwischen den Scheiteln, d. h. im Wellental mit derselben Amplitude wie der Scheitel in entgegengesetzter Polarität minimal. Dementsprechend berühren sich das Schwingungselement 2 und der Berührungsbereich 9 in einem breiten Kontaktbereich, wobei ein Abschnitt des Berührungsbereichs Schlupf zeigt und Verluste erzeugt werden, da die Geschwindigkeit des Massenpunkts der Berührungsfläche des Schwingungselements 2 im Berührungsbereich ungleichförmig ist.Consequently, the contact region 9 extends over a region that is wider than the apex region of the wave generated in the vibration element 2 . With such a wide contact area, the component of the mass movement in the drive direction is maximum in the apex generated in the vibration element 2 , decreases with the distance from the apex and is in the middle between the apexes, ie in the trough with the same amplitude as the apex in opposite polarity minimal. Accordingly, the vibrating member 2 and the touch portion 9 touch in a wide contact area, with a portion of the touch portion showing slip and generating losses because the velocity of the mass point of the contact surface of the vibrating member 2 is non-uniform in the touch portion.

Bei den in den Fig. 3B und 3C gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Dicke des Flansches an dem Berührungsbereich 9 groß. Daher ist die Biegesteifigkeit des Berührungsbereichs verbessert und eine Berührung mit breitem Kontaktbereich zwischen der Berührungsfläche 9 und dem Schwingungselement 2 wie im Fall der Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 3A und 3D verhindert, so daß zur Verringerung der Verluste das Auftreten von Schlupf verhindert ist.In the exemplary embodiments shown in FIGS. 3B and 3C, the thickness of the flange at the contact region 9 is large. Therefore, the bending rigidity of the contact area is improved and contact with a wide contact area between the contact surface 9 and the vibration element 2 is prevented as in the case of the exemplary embodiments according to FIGS. 3A and 3D, so that the occurrence of slippage is prevented in order to reduce the losses.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3C besteht der Berührungsbereich 9 aus abriebfestem Material. Um zu verhindern, daß sich die Berührungsfläche bzw. der Berührungsbereich 9 und das Schwingungselement 2 mit breiter Kontaktfläche in Umfangsrichtung des ringförmigen Läufers berühren, kann alternativ der Berührungsbereich 9 aus einem Material mit höherem Elastizitätsmodul als dem des Blattfeder-Materials des Flansches 11 hergestellt sein, so daß zusätzlich zur Vergrößerung des Berührungsbereichs 9 die Biegesteifigkeit verbessert ist.In the exemplary embodiment according to FIG. 3C, the contact area 9 consists of abrasion-resistant material. In order to prevent the contact surface or the contact region 9 and the vibrating element 2 with a wide contact surface from touching in the circumferential direction of the annular rotor, the contact region 9 can alternatively be made from a material with a higher modulus of elasticity than that of the leaf spring material of the flange 11 , so that in addition to enlarging the contact area 9, the bending stiffness is improved.

In diesem Fall kann der Berührungsbereich 9 aus einem leichten harten Material wie etwa aus Aluminiumoxidkeramik bestehen, und die Biegesteifigkeit wird ohne Verschlechterung des Vibrationsfolgeverhaltens des Berühungsbereichs verbessert, so daß zur Verringerung von Verlusten das Auftreten von Schlupf verhindert ist.In this case, the contact area 9 may be made of a light hard material such as alumina ceramic, and the bending rigidity is improved without deteriorating the vibration following behavior of the contact area, so that the occurrence of slippage is prevented to reduce losses.

Das Material mit hoher Biegesteifigkeit für den Berührungsbereich 9 kann auch bei allen anderen Ausführungsbeispielen des Vibrationswellenmotors verwendet werden.The material with high bending stiffness for the contact area 9 can also be used in all other exemplary embodiments of the vibration wave motor.

Bei dem in Fig. 3C gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Flansch 11 durch eine Blattfeder gebildet. Die Funktion der Feder kann weiter verbessert werden, wenn sie aus Phosphorbronze mit guten linearen Federeigenschaften oder einer Kunststoffplatte mit großer Schwingungsdämpfung hergestellt ist. In the exemplary embodiment shown in FIG. 3C, the flange 11 is formed by a leaf spring. The function of the spring can be further improved if it is made of phosphor bronze with good linear spring properties or a plastic plate with high vibration damping.

In Fig. 4 ist ein Läufer gezeigt, dessen Flansch 11 gemäß den in den Fig. 3A bis 3D gezeigten Ausführungsbeispielen unterteilt ist. Fig. 4 zeigt den Querschnitt des Läufers, nach Fig. 3B, wobei ein Abschnitt des Läufers ausgeschnitten ist. Da der Flansch 11 des Läufers unterteilt ist, können sich die Teilabschnitte des Flansches 11 unabhängig voneinander bewegen. Damit läßt sich die im Schwingungselement erzeugte Schwingung effektiver zum Läufer übertragen. FIG. 4 shows a rotor, the flange 11 of which is subdivided in accordance with the exemplary embodiments shown in FIGS. 3A to 3D. FIG. 4 shows the cross section of the rotor according to FIG. 3B, with a section of the rotor being cut out. Since the flange 11 of the rotor is divided, the sections of the flange 11 can move independently of one another. The vibration generated in the vibration element can thus be transmitted to the rotor more effectively.

Wie vorstehend beschrieben, stimmt die Richtung der Ortskurve des Schwingungselements bei dessen Schwingung im wesentlichen mit der Richtung der Ortskurve des Berührungsbereichs bei dessen Verlagerung durch das Schwingungselement überein. Demgemäß werden Verluste verhindert, die durch Schlupf an der Berührungsfläche zwischen dem das Schwingungselement reibend berührenden Element und dem Schwingungselement auftreten und der Wirkungsgrad der Schwingungsübertragung wird verbessert. Der Vibrationswellenmotor arbeitet somit mit hohem Wirkungsgrad.As described above, the direction of the locus is correct of the vibration element when it vibrates essentially with the direction of the locus of the contact area when it is displaced through the vibration element match. Accordingly, losses are prevented by slippage at the interface between which the vibration element rubbing touching element and the vibration element occur and the efficiency of vibration transmission is improved. The vibration wave motor thus works with high efficiency.

Claims

1. Vibration wave motor, in which a rotating traveling wave is generated in a vibration element, which causes a relative movement between the vibration element and a second element in contact therewith, characterized in that the second element ( 1 ) has a flange ( 11 ) the free edge of which is the contact area ( 9 ) and which is designed such that the connecting line between the base point ( 8 ) and the contact area ( 9 ) of the flange is substantially perpendicular to the locus of the vibrations of the vibration element ( 2 ), which to the drive direction run vertically.

2. Vibration wave motor according to claim 1, characterized in that the flange ( 11 ) is thicker at its contact area ( 9 ) than at its other areas.

3. Vibration wave motor according to claim 1 or 2, characterized in that the flange ( 11 ) at its contact area ( 9 ) has higher rigidity than at its other areas.

4. Vibration wave motor according to one of the preceding claims, characterized in that the flange ( 11 ) at its contact area ( 9 ) consists of a different material than at its other areas, for. B. made of abrasion-resistant material.

5. Vibration wave motor according to one of the preceding claims, characterized in that the vibration element ( 2 ) is annular.

6. Vibration wave motor according to one of the preceding claims, characterized in that the free edge region of the flange ( 11 ) protrudes in the direction of the central axis of the vibration element ( 2 ).

7. Vibration wave motor according to one of the preceding claims, characterized in that the flange ( 11 ) protrudes towards the center of the second element ( 1 ).